CN108663785A - 光学镜头和成像设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了光学镜头和成像设备。该光学镜头从物侧到像侧依次包括：第一透镜，是具有负光焦度的弯月形透镜，其物侧面为凸面、像侧面为凹面；第二透镜，是具有负光焦度的弯月形透镜，其物侧面为凸面、像侧面为凹面，其中该第二透镜是非球面透镜，在物侧面边缘存在反曲点；第三透镜，具有正光焦度；第四透镜；具有负光焦度；第五透镜，与第四透镜胶合，且具有正光焦度；和第六透镜，具有正光焦度。

Description

光学镜头和成像设备

技术领域

本发明涉及光学镜头和成像设备的领域。

背景技术

成像设备，例如安装有相机的移动设备和数字式静止相机，使用例如电荷耦合器件(CCD)和互补金属氧化物半导体(CMOS)作为固态成像元件，这样的成像设备已经是熟知的。

随着汽车安全技术，比如辅助驾驶技术的不断发展，越来越多的汽车安装了车载镜头。目前常规的车载镜头，由于安装位置的不同注重的功能也不同，比如前视镜头需要观察到远距离的物体(焦距长)，而后视/侧视镜头需要观察到车辆周围大角度范围的环境情况(视场角大、广角)。

现有的前视镜头一般是为了探测前方远距离方位物体，镜头视场角受限，较小(即为了看得远，焦距较长，因此视场角可视范围较小)。而现有的车载广角镜头，如后视/侧视镜头为了扩展视场范围，导致焦距较短，无法探测远距离物体。

目前现有的前视镜头通常为长焦小视场范围，用于远距离物体捕捉观察，整体的观察视场扩大需配合短焦大视场角范围的广角镜头，并结合软件共同完成画面拼合。因此，存在对于具有能够满足上述需求的改进的视场角范围的车载前视镜头的需要。

而且，对于车载镜头此类在室外环境下工作的镜头来说，一方面工作环境多变，无论炎热的高温天、寒冷的雨雪天都需要保持完美的解像清晰度，而另一方面，其安装空间有限。因此，如何在保证光学镜头小型化的同时获得尽可能高的成像质量也是迫切需要解决的问题。

因此，存在对于改进的光学镜头和成像设备的需要。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术中的缺陷和不足，提供新颖的和改进的能够结合长焦小视场角范围和短焦大视场角范围的光学镜头和成像设备。

本发明的一个目的在于提供一种光学镜头和成像设备，通过光学镜头中的第一透镜为凸向物侧的弯月形透镜，能够尽可能地收集大角度光线进入整个光学系统，有利于实现整体大视场范围。

本发明的一个目的在于提供一种光学镜头和成像设备，通过第一透镜具有接近同心圆的形状，使得周边光线与中心光线存有光程差，发散中心光线进入后方光学系统。

本发明的一个目的在于提供一种光学镜头和成像设备，通过第二透镜为具有负光焦度的中心凸向物侧的弯月形透镜，并且在物侧面边缘存在反曲点，能够使得周边光线与中心光线仍保持较大光程差，从而进一步发散中心光线，平稳过渡光线(大角度光线)至后方光学系统。

本发明的一个目的在于提供一种光学镜头和成像设备，通过第一透镜和第二透镜的搭配设置，使得大角度光线较集中，中心光线发散，得以实现中心大角度分辨率，放大中心成像。

本发明的一个目的在于提供一种光学镜头和成像设备，通过优化设置各个透镜的形状并合理分配各个透镜的光焦度，可以显著地缩短TTL，并在保证光学镜头小型化的同时满足高解像。

本发明的一个目的在于提供一种光学镜头和成像设备，通过第一透镜的采用非球面形状有助于减小光学镜头的前端口径，从而减小镜头体积，进一步有利于光学镜头的小型化和成本降低。

本发明的一个目的在于提供一种光学镜头和成像设备，通过第一透镜采用玻璃非球面透镜，进一步有助于提升光学性能，并具有较好的温度性能。

根据本发明的一方面，提供了一种光学镜头，从物侧到像侧依次包括：第一透镜，是具有负光焦度的弯月形透镜，其物侧面为凸面、像侧面为凹面；第二透镜，是具有负光焦度的弯月形透镜，其物侧面为凸面、像侧面为凹面，其中所述第二透镜是非球面透镜，在物侧面边缘存在反曲点；第三透镜，具有正光焦度；第四透镜；具有负光焦度；第五透镜，与第四透镜胶合，且具有正光焦度；和第六透镜，具有正光焦度。

在上述光学镜头中，所述第一透镜是具有接近同心圆形状的非球面透镜。

在上述光学镜头中，所述第一透镜和所述第二透镜中的至少一个为玻璃透镜。

在上述光学镜头中，所述第三透镜是双凸透镜，其物侧面为凸面、像侧面为凸面。

在上述光学镜头中，所述第四透镜是双凹透镜，其物侧面为凹面、像侧面为凹面；和，所述第五透镜是双凸透镜，其物侧面为凸面、像侧面为凸面。

在上述光学镜头中，所述第六透镜是双凸透镜，其物侧面为凸面、像侧面为凸面。

在上述光学镜头中，所述第六透镜可以是球面透镜，也可以是非球面透镜。

在上述光学镜头中，所述第一透镜满足下面的条件表达式(1)：

0.8≤R1/(R2+d1)≤1.2 (1)

其中，R1是所述第一透镜的物侧面的曲率半径，R2是所述第一透镜的像侧面的曲率半径，且d1是所述第一透镜的中心厚度。

在上述光学镜头中，所述第二透镜满足下面的条件表达式(2)：

-2.3≤F2/F≤-1.3 (2)

其中，F2是第二透镜的焦距，且F是光学镜头的整组焦距值。

在上述光学镜头中，所述第一透镜到第六透镜满足下面的条件表达式(3)：

(FOVm×F)/Ym≥74 (3)

其中，FOVm是所述光学镜头的最大视场角，且Ym是所述光学镜头的最大视场角对应的像高，F是光学镜头的整组焦距值。

在上述光学镜头中，所述第三透镜满足下面的条件表达式(4)：

丨R5/R6丨≥2.5 (4)

其中，R5是第三透镜的物侧面的半径，R6是第三透镜的像侧面的半径，且丨R5/R6丨表示第三透镜的物侧面半径与像侧面半径的比值的绝对值。

在上述光学镜头中，所述第一透镜到第六透镜满足下面的条件表达式(5)：

TTL/F≤6.5 (5)

其中，F是光学镜头的整组焦距值，且TTL是光学镜头的光学长度。

在上述光学镜头中，所述光学镜头进一步包括光阑，所述光阑位于所述第三透镜和所述第四透镜之间。

根据本发明的另一方面，提供了一种成像设备，包括上述的光学镜头及用于将所述光学镜头形成的光学图像转换为电信号的成像元件。

本发明提供的光学镜头和成像设备通过光学镜头中的第一透镜和第二透镜的光焦度和形状设置以及第一透镜和第二透镜的搭配设置，能够结合长焦小视场角范围和短焦大视场角范围，实现中心区域的大角分辨率、较长的整体焦距和较大的视场范围，即FOV>100°。

本发明提供的光学镜头和成像设备通过光学镜头中的第一透镜的形状设置和采用非球面透镜，能够减小光学镜头的前端口径，从而减小光学镜头的径向体积，继而减小光学镜头的整体体积。

本发明提供的光学镜头和成像设备通过光学镜头中的第二透镜的形状和光焦度设置，以及优化设置各个透镜的形状并合理分配各个透镜的光焦度，能够显著地缩短TTL，并在保证光学镜头小型化的同时提升解像力。

附图说明

图1是根据本发明实施例的车载前视镜头与现有车载前视镜头的视场角范围对比的示意图；

图2图示根据本发明第一实施例的光学镜头的透镜配置；

图3图示根据本发明第二实施例的光学镜头的透镜配置；

图4图示根据本发明第三实施例的光学镜头的透镜配置；

图5图示根据本发明第四实施例的光学镜头的透镜配置；

图6图示根据本发明第五实施例的光学镜头的透镜配置；

图7是根据本发明实施例的成像设备的示意性框图。

具体实施方式

以下描述用于公开本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。

以下说明书和权利要求中使用的术语和词不限于字面的含义，而是仅由本发明人使用以使得能够清楚和一致地理解本发明。因此，对本领域技术人员很明显仅为了说明的目的而不是为了如所附权利要求和它们的等效物所定义的限制本发明的目的而提供本发明的各种实施例的以下描述。

在这里使用的术语仅用于描述各种实施例的目的且不意在限制。如在此使用的，单数形式意在也包括复数形式，除非上下文清楚地指示例外。另外将理解术语“包括”和/或“具有”当在该说明书中使用时指定所述的特征、数目、步骤、操作、组件、元件或其组合的存在，而不排除一个或多个其它特征、数目、步骤、操作、组件、元件或其组的存在或者附加。

包括技术和科学术语的在这里使用的术语具有与本领域技术人员通常理解的术语相同的含义，只要不是不同地限定该术语。应当理解在通常使用的词典中限定的术语具有与现有技术中的术语的含义一致的含义。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

[光学镜头的配置]

根据本发明实施例的光学镜头，从物侧到像侧依次包括：第一透镜，为具有负光焦度的弯月形透镜，其物侧面为凸面、像侧面为凹面；第二透镜，为具有负光焦度的弯月形透镜，其物侧面为凸面、像侧面为凹面，且该第二透镜的物侧面边缘存在反曲点；第三透镜，具有正光焦度；第四透镜，具有负光焦度；第五透镜，与第四透镜胶合，并具有正光焦度；第六透镜，具有正光焦度。

在根据本发明实施例的光学镜头中，第一透镜是凸向物侧的弯月形透镜，且优选是非球面透镜，这样，第一透镜可以尽可能地收集大角度光线进入整个光学系统，有利于实现整体大视场范围。并且，有利于减小光学镜头的前端口径，从而减小了光学镜头的体积，有利于光学镜头的小型化和成本降低。

优选地，在上述光学镜头中，该第一透镜具有接近同心圆的形状。

这样，在根据本发明实施例的光学镜头中，由于第一透镜具有接近同心圆的形状，使得周边光线与中心光线存有光程差，发散中心光线进入后方光学系统。

第二透镜为具有负光焦度的中心凸向物侧的弯月形透镜，并且在物侧面边缘存在反曲点，这使得周边光线与中心光线仍保持较大光程差，从而进一步发散中心光线，平稳过渡光线(大角度光线)至后方光学系统。

这样，通过第一透镜和第二透镜的搭配设置，使得大角度光线较集中，中心光线发散，得以实现中心大角度分辨率，放大中心成像。这里，角分辨率指的是成像系统能有差别地区分开两相邻物体最小间距的能力。因此，具有上述配置的根据本发明实施例的光学镜头提高了环境物体辨识度，并且针对性地增大了中心部分探测区域。

在上述光学镜头中，第一透镜满足下面的条件表达式(1)：

0.8≤R1/(R2+d1)≤1.2 (1)

其中，R1是第一透镜的物侧面的曲率半径，R2是第一透镜的像侧面的曲率半径，且d1是第一透镜的中心厚度。

并且，在上述光学镜头中，第二透镜满足下面的条件表达式(2)：

-2.3≤F2/F≤-1.3 (2)

其中，F2是第二透镜的焦距，且F是光学镜头的整组焦距值。

此外，在上述光学镜头中，所述第一透镜到第六透镜满足下面的条件表达式(3)：

(FOVm×F)/Ym≥74 (3)

其中，FOVm是光学镜头的最大视场角，且Ym是光学镜头的最大视场角对应的像高。这样，根据本发明实施例的光学镜头能够同时满足长焦和大视场角，即结合了长焦小视场角范围和短焦大视场角范围。

图1是根据本发明实施例的车载前视镜头与现有车载前视镜头的视场角范围对比的示意图。

如图1所示，根据本发明实施例的光学镜头实现了中心小视场角范围(即，靠近中心的小视场角范围)具有现有的车载前视镜头的功能特点，即长焦看的远，这便于在保持一定物距的情况下识别细节，例如车牌，交通信号等。并且，根据本发明实施例的光学镜头整体上兼顾全角度100°，即短焦镜头大视场角范围，实现了现有的大角度广角镜头功能，这便于周边物体确认，防撞预警，以及了解近处周围路况。

也就是说，根据本发明实施例的光学镜头通过单颗镜头兼容了一颗长焦镜头和一颗短焦镜头的功能，以代替现有的辅助驾驶系统中分别具有单一功能的多颗镜头，实现了前视镜头直接扩展可视范围。因此，根据本发明实施例的光学镜头显著降低了辅助驾驶系统整体的成本及有效地增加了镜头实际使用性。

优选地，在上述光学镜头中，第一透镜和第二透镜为玻璃非球面透镜。通过第一透镜和第二透镜采用玻璃非球面透镜，可以提高光学性能，比如解像清晰度、色差等。此外，因为接近同心圆的玻璃球面透镜在加工上存在难度，所以第一透镜优选地采用玻璃非球面透镜，以易于加工。并且，通过第一透镜和第二透镜采用玻璃非球面透镜，可以使得光学镜头具有较高的温度稳定性，特别适用于车载前视镜头的应用场景。这是因为车载前视镜头涉及到主动安全，因此对于镜头在不同温度下的稳定性具有很高的要求。

另外，通过第一透镜采用非球面透镜，有利于减小光学镜头的前端口径，从而减小光学镜头的径向体积，继而减小光学镜头的整体体积。

这里，本领域技术人员可以理解，根据本发明实施例的光学镜头中，并不限制透镜的材料，在对于光学镜头的温度稳定性要求不高的应用场景中，为了节约成本，也可以采用塑料透镜。

此外，当应用于车载前视镜头时，考虑到车载镜头的室外安装使用环境，例如，会遇到处于雨雪等恶劣天气的情况。第一透镜的物侧面为凸面有利于适应车载前视镜头的室外使用，例如，当处于例如雨天的环境中时，该凸面可以有助于水珠的滑落，从而减小对成像的影响。

下面，将对根据本发明实施例的光学镜头中的第三透镜到第六透镜的结构和功能进行进一步的详细说明。在根据本发明实施例的光学镜头中，第三透镜到第六透镜主要用于成像，校正球差、色差、场区等，以改善成像功能。

在根据本发明实施例的光学镜头中，第三透镜为具有正光焦度的双凸透镜，也就是说，第三透镜的物侧面为凸面，且像侧面为凸面。当第三透镜是具有正光焦度的双凸透镜时，通过光学镜头中的第三透镜的形状和光焦度设置，有助于改善成像功能。

第三透镜满足下面的条件表达式(4)：

丨R5/R6丨≥2.5 (4)

其中，R5是第三透镜的物侧面的半径，R6是第三透镜的像侧面的半径，且丨R5/R6丨表示第三透镜的物侧面半径与像侧面半径的比值的绝对值。

这样，通过光学镜头中的第三透镜的形状和光焦度设置，有助于提升镜头的成像质量。

在根据本发明实施例的光学镜头中，优选的，第三透镜为玻璃透镜，且更为优选的，第三透镜为非球面玻璃透镜。当第三透镜为玻璃透镜时，有利于热补偿。另外，当第三透镜为非球面玻璃透镜时，可以进一步提升解像力。这里，本领域技术人员可以理解，在根据本发明实施例的光学镜头中，第三透镜并不仅限于玻璃透镜或者非球面玻璃透镜。例如，第三透镜也可以是塑料非球面透镜，这可以实现高解像力和低成本，但是具有较差的温度性能。因此，在实际应用中，可以按照具体需求来确定第三透镜的材料。

并且，在根据本发明实施例的光学镜头中，第三透镜为会聚透镜，进一步过渡前方的第二透镜发散的光线，使得发散的光线收拢后顺利地进入后方。

优选地，在根据本发明实施例的光学镜头中，第一透镜到第六透镜满足以下条件表达式(5)：

TTL/F≤6.5 (5)

其中，F是光学镜头的整组焦距值，且TTL是光学镜头的光学长度，即第一透镜的物侧最外点到成像焦平面的距离。

在根据本发明实施例的光学镜头中，通过优化设置各个透镜的形状并合理分配各个透镜的光焦度，可以显著地缩短TTL，并在保证光学镜头小型化的同时满足高高解像。

在上述光学镜头中，进一步包括光阑。优选地，该光阑位于第三透镜和第四透镜之间，从而有利于进入光学系统的光线有效收束，缩短光学系统总长，并减小前后透镜组的口径。当然，本领域技术人员可以理解，光阑也可以位于其它任意离散透镜之间。

在根据本发明实施例的光学镜头中，第四透镜是具有负光焦度的双凹透镜，其物侧面为凹面，且像侧面为凹面。并且，第五透镜是具有正光焦度的双凸透镜，其物侧面为凸面，且像侧面为凸面。

另外，在根据本发明实施例的光学镜头包括光阑的情况下，考虑系统像差的平衡性以及结构的合理性，优选地将彼此胶合的第四透镜和第五透镜设置在靠近光阑的位置。

在根据本发明实施例的光学镜头中，彼此胶合的第四透镜和第五透镜自身可以矫正色差，减小场曲并校正慧差。

在根据本发明实施例的光学镜头中，第六透镜为双凸透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凸面。这样，该第六透镜为会聚透镜，可以进一步修整像差，畸变，汇聚光线，减小光线到达成像面的CRA。另外，优选地，第六透镜为非球面透镜，作用的效果更佳。

这里，本领域技术人员可以理解，根据本发明实施例的光学镜头除了应用于车载前视镜头之外，还可以应用于其它需要轻量化、小型化、低成本以及高解像力的镜头应用场合，本发明实施例并不意在对此进行任何限制。

通过根据本发明实施例的光学镜头，结合了长焦小视场角范围和短焦大视场角范围，实现了中心区域的大角分辨率、较长的整体焦距和较大的视场范围，即FOV>100°。同时，根据本发明实施例的光学镜头还具有解像力高和孔径大的优点。

[光学镜头的数值实例]

下面，将参考附图和表格，描述根据本发明实施例的光学镜头的具体实施例和数值实例，在这些数值实例中，具体数值应用于相应的实施例。

实施例中使用的某些透镜具有非球形透镜表面，非球形面形状由以下表达式(3)表示：

其中，Z(h)是非球面沿光轴方向在高度h的位置时，距非球面顶点的距离矢高。

c＝1/r，r表示透镜表面的曲率半径，k为圆锥系数，A、B、C、D和E为高次非球面系数，系数中的e代表科学记号，如E-05表示10^-5。

另外，Nd表示折射率，Vd表示阿贝系数。

第一实施例

如图2所示，根据本发明第一实施例的光学镜头从物侧到像侧顺序包括：具有负光焦度的弯月形的第一透镜L1，具有凸向物侧的第一表面S1和凹向像侧的第二表面S2，且具有接近同心圆的形状；具有负光焦度的弯月形的第二透镜L2，具有凸向物侧的第一表面S3和凹向像侧的第二表面S4，且其第一表面S3的边缘具有反曲点；具有正光焦度的双凸形状的第三透镜L3，具有凸向物侧的第一表面S5和凸向像侧的第二表面S6；光阑STO；彼此胶合的第四透镜L4和第五透镜L5，其中第四透镜L4为具有负光焦度的双凹形状，具有凹向物侧的第一表面S8和凹向像侧的第二表面S9，第五透镜L5为具有正光焦度的双凸形状，具有凸向物侧的第一表面S9和凸向像侧的第二表面S10；具有正光焦度的双凸形状的第六透镜L6，具有凸向物侧的第一表面S11和凸向像侧的第二表面S12；平面透镜L7，具有向着物侧的第一表面S13和向着像侧的第二表面S14，一般为保护玻璃，用于保护成像面；L8具有成像面S15，一般为芯片。

上述透镜的透镜数据由以下表1所示：

【表1】

表面	半径	厚度	Nd	Vd
					1	4.8000	1.4800	1.56	61.10
2	3.0000	2.2000
					3	14.0000	1.3000	1.56	61.10
4	3.2000	0.9535
					5	31.0000	4.0000	1.99	32.32
6	-9.0000	1.5721
					STO	无限	0.1637
8	-200.0000	0.8000	1.85	23.79
					9	5.0000	2.3000	1.80	46.57
10	-8.0000	0.1000
					11	8.5000	3.7000	1.50	81.59
12	-18.0000	2.0000
					13	无限	0.7000	1.52	64.21
14	无限	2.2259
					像面	无限

第一透镜的第一表面S1和第二表面S2，以及第二透镜的第一表面S3和第二表面S4的圆锥系数k和高次非球面系数A、B、C、D和E如以下表2所示。

【表2】

表面

k

A

B

C

D

E

1

-0.2595

1.000E-03

-1.564E-04

-1.991E-05

1.313E-06

-2.329E-08

2

-0.6904

9.068E-03

-3.752E-04

-9.425E-05

9.419E-06

-4.208E-07

3

0.1300

2.000E-03

-2.000E-03

5.000E-05

-2.000E-05

7.000E-07

4

-0.0003

-6.000E-03

-6.000E-04

7.000E-05

-8.000E-06

2.300E-06

在根据本发明第一实施例的光学镜头中，第一透镜L1的第一表面S1的曲率半径R1、第一透镜L1的第二表面的曲率半径R2、第一透镜L1的中心厚度d1及其之间的关系，第二透镜的焦距F2、光学镜头的整组焦距值F和光学镜头的光学长度TTL及其之间的关系，第三透镜的物侧面和像侧面的半径R5和R6及其之间的关系，光学镜头的最大视场角FOVm、光学镜头的最大视场角对应的像高Ym及其之间的关系如下表3所示。

【表3】

从以上表3可以看到，根据本发明第一实施例的光学镜头满足前述条件表达式，该光学镜头结合了长焦小视场角范围和短焦大视场角范围，实现了中心区域的大角分辨率、较长的整体焦距和较大的视场范围，即FOV>100°。并且，在保持光学镜头的小型化的同时获得高的解像力。

第二实施例

如图3所示，根据本发明第二实施例的光学镜头从物侧到像侧顺序包括：具有负光焦度的弯月形的第一透镜L1，具有凸向物侧的第一表面S1和凹向像侧的第二表面S2，且具有接近同心圆的形状；具有负光焦度的弯月形的第二透镜L2，具有凸向物侧的第一表面S3和凹向像侧的第二表面S4，且其第一表面S3的边缘具有反曲点；具有正光焦度的双凸形状的第三透镜L3，具有凸向物侧的第一表面S5和凸向像侧的第二表面S6；光阑STO；彼此胶合的第四透镜L4和第五透镜L5，其中第四透镜L4为具有负光焦度的双凹形状，具有凹向物侧的第一表面S8和凹向像侧的第二表面S9，第五透镜L5为具有正光焦度的双凸形状，具有凸向物侧的第一表面S9和凸向像侧的第二表面S10；具有正光焦度的双凸形状的第六透镜L6，具有凸向物侧的第一表面S11和凸向像侧的第二表面S12；平面透镜L7，具有向着物侧的第一表面S13和向着像侧的第二表面S14，一般为保护玻璃，用于保护成像面；L8具有成像面S15，一般为芯片。

上述透镜的透镜数据由以下表4所示：

【表4】

第一透镜的第一表面S1和第二表面S2，以及第二透镜的第一表面S3和第二表面S4的圆锥系数k和高次非球面系数A、B、C、D和E如以下表5所示。

【表5】

表面

k

A

B

C

D

E

1

-0.3000

8.423E-04

-1.528E-04

-1.994E-05

1.311E-06

-2.357E-08

2

-1.0000

8.665E-03

-3.415E-04

-9.734E-05

9.534E-06

-3.610E-07

3

6.4136

7.398E-04

-1.026E-03

1.728E-04

-1.795E-05

6.089E-07

4

0.0689

-5.577E-03

-8.345E-04

9.183E-05

-4.564E-06

1.218E-07

在根据本发明第二实施例的光学镜头中，第一透镜L1的第一表面S1的曲率半径R1、第一透镜L1的第二表面的曲率半径R2、第一透镜L1的中心厚度d1及其之间的关系，第二透镜的焦距F2、光学镜头的整组焦距值F和光学镜头的光学长度TTL及其之间的关系，第三透镜的物侧面和像侧面的半径R5和R6及其之间的关系，光学镜头的最大视场角FOVm、光学镜头的最大视场角对应的像高Ym及其之间的关系如下表6所示。

【表6】

从以上表6可以看到，根据本发明第二实施例的光学镜头满足前述条件表达式，该光学镜头结合了长焦小视场角范围和短焦大视场角范围，实现了中心区域的大角分辨率、较长的整体焦距和较大的视场范围，即FOV>100°。并且，在保持光学镜头的小型化的同时获得高的解像力。

第三实施例

如图4所示，根据本发明第三实施例的光学镜头从物侧到像侧顺序包括：具有负光焦度的弯月形的第一透镜L1，具有凸向物侧的第一表面S1和凹向像侧的第二表面S2，且具有接近同心圆的形状；具有负光焦度的弯月形的第二透镜L2，具有凸向物侧的第一表面S3和凹向像侧的第二表面S4，且其第一表面S3的边缘具有反曲点；具有正光焦度的双凸形状的第三透镜L3，具有凸向物侧的第一表面S5和凸向像侧的第二表面S6；光阑STO；彼此胶合的第四透镜L4和第五透镜L5，其中第四透镜L4为具有负光焦度的双凹形状，具有凹向物侧的第一表面S8和凹向像侧的第二表面S9，第五透镜L5为具有正光焦度的双凸形状，具有凸向物侧的第一表面S9和凸向像侧的第二表面S10；具有正光焦度的双凸形状的第六透镜L6，具有凸向物侧的第一表面S11和凸向像侧的第二表面S12；平面透镜L7，具有向着物侧的第一表面S13和向着像侧的第二表面S14，一般为保护玻璃，用于保护成像面；L8具有成像面S15，一般为芯片。

上述透镜的透镜数据由以下表7所示：

【表7】

第一透镜的第一表面S1和第二表面S2，以及第二透镜的第一表面S3和第二表面S4的圆锥系数k和高次非球面系数A、B、C、D和E如以下表8所示。

【表8】

表面

k

A

B

C

D

E

1

-1

1.300E-04

-1.600E-04

-2.000E-05

1.300E-06

-2.330E-06

2

-0.6903819

9.058E-03

-3.800E-04

-9.000E-06

9.000E-06

0.000E+00

3

-0.3

1.000E-03

-1.000E-06

1.736E-04

-1.755E-05

0.000E+00

4

0.08

-8.000E-06

-1.000E-04

7.500E-05

-7.548E-06

2.000E-09

在根据本发明第三实施例的光学镜头中，第一透镜L1的第一表面S1的曲率半径R1、第一透镜L1的第二表面的曲率半径R2、第一透镜L1的中心厚度d1及其之间的关系，第二透镜的焦距F2、光学镜头的整组焦距值F和光学镜头的光学长度TTL及其之间的关系，第三透镜的物侧面和像侧面的半径R5和R6及其之间的关系，光学镜头的最大视场角FOVm、光学镜头的最大视场角对应的像高Ym及其之间的关系如以下表9所示。

【表9】

R1	5
		R2	3
d1	1.6
		F2	-7.69856
F	4.82646
		R5	28
R6	-10
		TTL	23.9224
F0V	104
		Y	3.524
R1/(R2+d1)	1.086957
		F2/F	-1.59507
丨R5/R6丨	2.8
		TTL/F	4.956511
(FOVm×F)/Ym	142.4381

从以上表9可以看到，根据本发明第三实施例的光学镜头满足前述条件表达式，该光学镜头结合了长焦小视场角范围和短焦大视场角范围，实现了中心区域的大角分辨率、较长的整体焦距和较大的视场范围，即FOV>100°。并且，保持光学镜头的小型化的同时获得高的解像力。

第四实施例

如图5所示，根据本发明第四实施例的光学镜头从物侧到像侧顺序包括：具有负光焦度的弯月形的第一透镜L1，具有凸向物侧的第一表面S1和凹向像侧的第二表面S2，且具有接近同心圆的形状；具有负光焦度的弯月形的第二透镜L2，具有凸向物侧的第一表面S3和凹向像侧的第二表面S4，且其第一表面S3的边缘具有反曲点；具有正光焦度的双凸形状的第三透镜L3，具有凸向物侧的第一表面S5和凸向像侧的第二表面S6；光阑STO；彼此胶合的第四透镜L4和第五透镜L5，其中第四透镜L4为具有负光焦度的双凹形状，具有凹向物侧的第一表面S8和凹向像侧的第二表面S9，第五透镜L5为具有正光焦度的双凸形状，具有凸向物侧的第一表面S9和凸向像侧的第二表面S10；具有正光焦度的双凸形状的第六透镜L6，具有凸向物侧的第一表面S11和凸向像侧的第二表面S12；平面透镜L7，具有向着物侧的第一表面S13和向着像侧的第二表面S14，一般为保护玻璃，用于保护成像面；L8具有成像面S15，一般为芯片。

上述透镜的透镜数据由以下表10所示：

【表10】

第一透镜的第一表面S1和第二表面S2，以及第二透镜的第一表面S3和第二表面S4的圆锥系数k和高次非球面系数A、B、C、D和E如以下表11所示。

【表11】

表面

k

A

B

C

D

E

1

-0.26

1.389E-03

-1.571E-04

-1.988E-05

1.313E-06

-2.335E-08

2

-0.7

9.321E-03

-3.786E-04

-9.454E-05

9.399E-06

-4.317E-07

3

0.03

1.304E-03

-1.064E-03

1.708E-04

-1.759E-05

6.796E-07

4

0.009

-6.120E-03

-8.626E-04

7.887E-05

-7.613E-06

1.440E-07

在根据本发明第四实施例的光学镜头中，第一透镜L1的第一表面S1的曲率半径R1、第一透镜L1的第二表面的曲率半径R2、第一透镜L1的中心厚度d1及其之间的关系，第二透镜的焦距F2、光学镜头的整组焦距值F和光学镜头的光学长度TTL及其之间的关系，第三透镜的物侧面和像侧面的半径R5和R6及其之间的关系，光学镜头的最大视场角FOVm、光学镜头的最大视场角对应的像高Ym及其之间的关系如以下表12所示。

【表12】

R1	5
		R2	3.3
d1	1.5002
		F2	-7.35489
F	4.14171
		R5	23
R6	-9.0102
		TTL	24.3133
F0V	96
		Y	4.742
R1/(R2+d1)	1.041623
		F2/F	-1.77581
丨R5/R6丨	2.552663
		TTL/F	5.870353
(FOVm×F)/Ym	83.84736

从以上表12可以看到，根据本发明第四实施例的光学镜头满足前述条件表达式，该光学镜头结合了长焦小视场角范围和短焦大视场角范围，实现了中心区域的大角分辨率、较长的整体焦距和较大的视场范围，即FOV>100°。并且，在保持光学镜头的小型化的同时获得高的解像力。

第五实施例

如图6所示，根据本发明第五实施例的光学镜头从物侧到像侧顺序包括：具有负光焦度的弯月形的第一透镜L1，具有凸向物侧的第一表面S1和凹向像侧的第二表面S2，且具有接近同心圆的形状；具有负光焦度的弯月形的第二透镜L2，具有凸向物侧的第一表面S3和凹向像侧的第二表面S4，且其第一表面S3的边缘具有反曲点；具有正光焦度的双凸形状的第三透镜L3，具有凸向物侧的第一表面S5和凸向像侧的第二表面S6；光阑STO；彼此胶合的第四透镜L4和第五透镜L5，其中第四透镜L4为具有负光焦度的双凹形状，具有凹向物侧的第一表面S8和凹向像侧的第二表面S9，第五透镜L5为具有正光焦度的双凸形状，具有凸向物侧的第一表面S9和凸向像侧的第二表面S10；具有正光焦度的双凸形状的第六透镜L6，具有凸向物侧的第一表面S11和凸向像侧的第二表面S12；平面透镜L7，具有向着物侧的第一表面S13和向着像侧的第二表面S14，一般为保护玻璃，用于保护成像面；L8具有成像面S15，一般为芯片。

上述透镜的透镜数据由以下表13所示：

【表13】

表面	半径	厚度	Nd	Vd
					1	5.0000	1.4000	1.59	11.50
2	3.0009	2.1500
					3	11.0000	1.1033	1.56	61.18
4	3.1000	1.2335
					5	30.0000	2.0482	1.90	31.32
6	-9.9953	2.0035
					STO	无限	0.3000
8	-1000.0000	0.8000	1.76	23.80
					9	13.0000	2.1000	1.57	52.20
10	-8.4551	0.1000
					11	7.8824	3.0000	1.50	81.59
12	-7.3962	2.0000
					13	无限	0.7000	1.52	64.21
14	无限	2.7761
					像面	无限

第一透镜的第一表面S1和第二表面S2，以及第二透镜的第一表面S3和第二表面S4的圆锥系数k和高次非球面系数A、B、C、D和E如以下表14所示。

【表14】

表面

k

A

B

C

D

E

1

-0.3

1.265E-03

-1.590E-04

-2.013E-05

1.313E-06

-2.442E-08

2

-0.7

9.294E-03

-3.902E-04

-9.134E-05

9.959E-06

-3.205E-07

3

-5.0015

9.148E-04

-1.073E-03

1.649E-04

-2.034E-05

1.117E-07

4

0.07172828

-5.767E-03

-7.146E-04

1.408E-04

-6.683E-06

7.516E-08

在根据本发明第五实施例的光学镜头中，第一透镜L1的第一表面S1的曲率半径R1、第一透镜L1的第二表面的曲率半径R2、第一透镜L1的中心厚度d1及其之间的关系，第二透镜的焦距F2、光学镜头的整组焦距值F和光学镜头的光学长度TTL及其之间的关系，第三透镜的物侧面和像侧面的半径R5和R6及其之间的关系，光学镜头的最大视场角FOVm、光学镜头的最大视场角对应的像高Ym及其之间的关系如以下表15所示。

【表15】

R1	5
		R2	3.0009
d1	1.4
		F2	-8.07513
F	4.1976
		R5	30
R6	-9.9953
		TTL	21.7146
F0V	80
		Y	4.518
R1/(R2+d1)	1.136131
		F2/F	-1.92375
丨R5/R6丨	3.001411
		TTL/F	5.173099
(FOVm×F)/Ym	74.32669

从以上表15可以看到，根据本发明第五实施例的光学镜头满足前述条件表达式，该光学镜头结合了长焦小视场角范围和短焦大视场角范围，实现了中心区域的大角分辨率、较长的整体焦距和较大的视场范围，即FOV>100°。并且，在保持光学镜头的小型化的同时获得高的解像力。

这里，本领域技术人员可以理解，虽然在上述第一到第五实施例中，该第六透镜L6为球面透镜而不是非球面透镜。但是如上所述，第六透镜L6也可以是非球面透镜，并且相比球面透镜，改善成像功能的效果更佳。

综上所述，在根据本发明实施例的光学镜头中，通过光学镜头中的第一透镜为凸向物侧的弯月形透镜，且优选是非球面透镜，能够尽可能地收集大角度光线进入整个光学系统，有利于实现整体大视场范围。

在根据本发明实施例的光学镜头中，通过第一透镜具有接近同心圆的形状，使得周边光线与中心光线存有光程差，发散中心光线进入后方光学系统。

在根据本发明实施例的光学镜头中，通过第二透镜为具有负光焦度的中心凸向物侧的弯月形透镜，并且在物侧面边缘存在反曲点，能够使得周边光线与中心光线仍保持较大光程差，从而进一步发散中心光线，平稳过渡光线(大角度光线)至后方光学系统。

在根据本发明实施例的光学镜头中，通过第一透镜和第二透镜的搭配设置，使得大角度光线较集中，中心光线发散，得以实现中心大角度分辨率，放大中心成像。

并且，在根据本发明实施例的光学镜头中，通过第一透镜采用非球面形状有助于减小光学镜头的前端口径，从而减小了光学镜头的体积，进一步有利于光学镜头的小型化和成本降低。

另外，在根据本发明实施例的光学镜头中，通过第一透镜采用玻璃非球面透镜，进一步有助于提升光学性能，并具有较好的温度性能。

另外，在根据本发明实施例的光学镜头中，通过光学镜头中的第二透镜的形状和光焦度设置，有助于改善成像功能。

在根据本发明实施例的光学镜头中，通过光学镜头中的第三透镜的形状和光焦度设置，有助于改善成像功能。

在根据本发明实施例的光学镜头中，通过第三透镜为玻璃透镜，有利于热补偿，进一步通过第三透镜为非球面玻璃透镜，可以进一步提升解像力。

在根据本发明实施例的光学镜头中，通过优化设置各个透镜的形状并合理分配各个透镜的光焦度，可以显著地缩短TTL，并在保证光学镜头小型化的同时满足高解像。

在根据本发明实施例的光学镜头中，通过光阑位于第三透镜和第四透镜之间，有利于进入光学系统的光线有效收束，减小光学系统的镜片口径。

在根据本发明实施例的光学镜头中，通过将彼此胶合的第四透镜和第五透镜设置在靠近光阑的位置，有助于实现系统像差的平衡性以及结构的合理性。

另外，在根据本发明实施例的光学镜头中，通过第一透镜的物侧面为凸面，有利于适应光学镜头的室外使用。

另外，在根据本发明实施例的光学镜头中，通过第三透镜为具有正光焦度的会聚透镜，使得发散的光线顺利地进入后方。

另外，在根据本发明实施例的光学镜头中，通过第四透镜和第五透镜彼此胶合，第四透镜和第五透镜自身可以矫正色差，减小公差敏感度，也可以残留部分色差以平衡系统的色差。

另外，在根据本发明实施例的光学镜头中，通过第六透镜为具有正光焦度的会聚透镜，可以进一步修整像差，畸变，汇聚光线，减小光线到达成像面的CRA。并且，根据实际需要第六透镜可以为非球面透镜，作用的效果更佳。

[成像设备的配置]

根据本发明实施例的另一方面，提供了一种成像设备，包括光学镜头和用于将光学镜头形成的光学图像转换为电信号的成像元件，该光学镜头，从物侧到像侧依次包括：第一透镜，是具有负光焦度的弯月形透镜，其物侧面为凸面、像侧面为凹面；第二透镜，是具有负光焦度的弯月形透镜，其物侧面为凸面、像侧面为凹面，其中该第二透镜是非球面透镜，在物侧面边缘存在反曲点；第三透镜，具有正光焦度；第四透镜；具有负光焦度；第五透镜，与第四透镜胶合，且具有正光焦度；和第六透镜，具有正光焦度。

图7是根据本发明实施例的成像设备的示意性框图。如图7所示，根据本发明实施例的成像设备100包括光学镜头101和成像元件102。其中，该光学镜头101用于采集被摄体的光学图像，且该成像元件102用于将该光学镜头101摄取的光学图像转换为电信号。

在上述成像设备中，该第一透镜是具有接近同心圆形状的非球面透镜。

在上述成像设备中，该第一透镜和该第二透镜中的至少一个为玻璃透镜。

在上述成像设备中，该第三透镜是双凸透镜，其物侧面为凸面、像侧面为凸面。

在上述成像设备中，该第四透镜是双凹透镜，其物侧面为凹面、像侧面为凹面；和，该第五透镜是双凸透镜，其物侧面为凸面、像侧面为凸面。

在上述成像设备中，该第六透镜是双凸透镜，其物侧面为凸面、像侧面为凸面。

在上述成像设备中，该第六透镜可以是球面透镜，也可以是非球面透镜。

在上述成像设备中，该第一透镜满足下面的条件表达式(1)：

0.8≤R1/(R2+d1)≤1.2 (1)

其中，R1是该第一透镜的物侧面的曲率半径，R2是该第一透镜的像侧面的曲率半径，且d1是该第一透镜的中心厚度。

在上述成像设备中，该第二透镜满足下面的条件表达式(2)：

-2.3≤F2/F≤-1.3 (2)

其中，F2是第二透镜的焦距，且F是光学镜头的整组焦距值。

在上述成像设备中，该第一透镜到第六透镜满足下面的条件表达式(3)：

(FOVm×F)/Ym≥74 (3)

其中，FOVm是该光学镜头的最大视场角，且Ym是该光学镜头的最大视场角对应的像高，F是光学镜头的整组焦距值。

在上述成像设备中，该第三透镜满足下面的条件表达式(4)：

丨R5/R6丨≥2.5(4)

其中，R5是第三透镜的物侧面的半径，R6是第三透镜的像侧面的半径，且丨R5/R6丨表示第三透镜的物侧面半径与像侧面半径的比值的绝对值。

在上述成像设备中，该第一透镜到第六透镜满足下面的条件表达式(5)：

TTL/F≤6.5 (5)

其中，F是光学镜头的整组焦距值，且TTL是光学镜头的光学长度。

在上述成像设备中，该光学镜头进一步包括光阑，该光阑位于该第三透镜和该第四透镜之间。

这里，本领域技术人员可以理解，根据本发明实施例的成像设备中的光学镜头的其他细节与之间关于根据本发明实施例的光学镜头所描述的相同，且可以采用前述的本发明第一实施例到第五实施例的光学镜头的数值实例，因此为了避免冗余并不再追溯。

根据本发明实施例的光学镜头和成像设备通过光学镜头中的第一透镜为凸向物侧的弯月形透镜，且优选是非球面透镜，能够尽可能地收集大角度光线进入整个光学系统，有利于实现整体大视场范围。

根据本发明实施例的光学镜头和成像设备通过第一透镜具有接近同心圆的形状，使得周边光线与中心光线存有光程差，发散中心光线进入后方光学系统。

根据本发明实施例的光学镜头和成像设备通过第二透镜为具有负光焦度的中心凸向物侧的弯月形透镜，并且在物侧面边缘存在反曲点，能够使得周边光线与中心光线仍保持较大光程差，从而进一步发散中心光线，平稳过渡光线(大角度光线)至后方光学系统。

根据本发明实施例的光学镜头和成像设备通过第一透镜和第二透镜的搭配设置，使得大角度光线较集中，中心光线发散，得以实现中心大角度分辨率，放大中心成像。

根据本发明实施例的光学镜头和成像设备，通过第一透镜采用非球面形状有助于减小光学镜头的前端口径，从而减小光学镜头的体积，进一步有利于光学镜头的小型化和成本降低。

进一步地，根据本发明实施例的光学镜头和成像设备，通过第一透镜采用玻璃非球面透镜，进一步有助于提升光学性能，并具有较好的温度性能。

根据本发明实施例的光学镜头和成像设备通过光学镜头中的第三透镜的形状和光焦度设置，有助于改善成像功能。

根据本发明实施例的光学镜头和成像设备通过第三透镜为玻璃透镜，有利于热补偿，进一步通过第三透镜为非球面玻璃透镜，可以进一步提升解像力。

根据本发明实施例的光学镜头和成像设备通过优化设置各个透镜的形状并合理分配各个透镜的光焦度，可以显著地缩短TTL，并在保证光学镜头小型化的同时满足高解像。

根据本发明实施例的光学镜头和成像设备通过光阑位于第三透镜和第四透镜之间，有利于进入光学系统的光线有效收束，减小光学系统的镜片口径。

根据本发明实施例的光学镜头和成像设备通过将彼此胶合的第四透镜和第五透镜设置在靠近光阑的位置，有助于实现系统像差的平衡性以及结构的合理性。

根据本发明实施例的光学镜头和成像设备通过第一透镜的物侧面为凸面，有利于适应光学镜头的室外使用。

根据本发明实施例的光学镜头和成像设备通过第三透镜为具有正光焦度的会聚透镜，使得发散的光线顺利地进入后方。

根据本发明实施例的光学镜头和成像设备通过第四透镜和第五透镜彼此胶合，第四透镜和第五透镜自身可以矫正色差，减小公差敏感度，也可以残留部分色差以平衡系统的色差。

根据本发明实施例的光学镜头和成像设备通过第六透镜为具有正光焦度的会聚透镜，可以进一步修整像差，畸变，汇聚光线，减小光线到达成像面的CRA。并且，根据需要第六透镜可以为非球面透镜，作用的效果更佳。

在根据本发明实施例的光学镜头和成像设备中，也可以布置基本上没有透镜焦距的透镜。因此，除了以上所述的第一透镜到第六透镜之外，还可以布置另外的透镜。在这种情况下，根据本发明实施例的光学镜头和成像设备可以配置有六个或者六个以上的透镜，且这些透镜包括除了上述第一透镜到第六透镜之外的布置的附加透镜。

本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离该原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。

Claims (14)

1.一种光学镜头，从物侧到像侧依次包括：

第一透镜，是具有负光焦度的弯月形透镜，其物侧面为凸面、像侧面为凹面；

第二透镜，是具有负光焦度的弯月形透镜，其物侧面为凸面、像侧面为凹面，其中所述第二透镜是非球面透镜，在物侧面边缘存在反曲点；

第三透镜，具有正光焦度；

第四透镜；具有负光焦度；

第五透镜，与第四透镜胶合，且具有正光焦度；和

第六透镜，具有正光焦度。

2.根据权利要求1所述的光学镜头，其特征在于，所述第一透镜是具有接近同心圆形状的非球面透镜。

3.根据权利要求2所述的光学镜头，其特征在于，

所述第一透镜和所述第二透镜中的至少一个为玻璃透镜。

4.根据权利要求1到3中任意一项所述的光学镜头，其特征在于，

所述第三透镜是双凸透镜，其物侧面为凸面、像侧面为凸面。

5.根据权利要求1到3中任意一项所述的光学镜头，其特征在于，

所述第四透镜是双凹透镜，其物侧面为凹面、像侧面为凹面；和

所述第五透镜是双凸透镜，其物侧面为凸面、像侧面为凸面。

6.根据权利要求1到3中任意一项所述的光学镜头，其特征在于，

所述第六透镜是双凸透镜，其物侧面为凸面、像侧面为凸面。

7.根据权利要求6所述的光学镜头，其特征在于，所述第六透镜是非球面透镜。

8.根据权利要求1到7中任意一项所述的光学镜头，其特征在于，所述第一透镜满足下面的条件表达式(1)：

0.8≤R1/(R2+d1)≤1.2 (1)

其中，R1是所述第一透镜的物侧面的曲率半径，R2是所述第一透镜的像侧面的曲率半径，且d1是所述第一透镜的中心厚度。

9.根据权利要求1到7中任意一项所述的光学镜头，其特征在于，所述第二透镜满足下面的条件表达式(2)：

-2.3≤F2/F≤-1.3 (2)

其中，F2是第二透镜的焦距，且F是光学镜头的整组焦距值。

10.根据权利要求1到7中任意一项所述的光学镜头，其特征在于，所述第一透镜到第六透镜满足下面的条件表达式(3)：

(FOVm×F)/Ym≥74 (3)

其中，FOVm是所述光学镜头的最大视场角，且Ym是所述光学镜头的最大视场角对应的像高，F是光学镜头的整组焦距值。

11.根据权利要求1到7中任意一项所述的光学镜头，其特征在于，所述第三透镜满足下面的条件表达式(4)：

丨R5/R6丨≥2.5 (4)

其中，R5是第三透镜的物侧面的半径，R6是第三透镜的像侧面的半径，且丨R5/R6丨表示第三透镜的物侧面半径与像侧面半径的比值的绝对值。

12.根据权利要求1到7中任意一项所述的光学镜头，其特征在于，所述第一透镜到第六透镜满足下面的条件表达式(5)：

TTL/F≤6.5 (5)

其中，F是光学镜头的整组焦距值，且TTL是光学镜头的光学长度。

13.根据权利要求1到7中任意一项所述的光学镜头，其特征在于，所述光学镜头进一步包括光阑，所述光阑位于所述第三透镜和所述第四透镜之间。

14.一种成像设备，其特征在于，包括权利要求1到13中任意一项所述的光学镜头及用于将所述光学镜头形成的光学图像转换为电信号的成像元件。